Az emulziógyártásban a minőségellenőrzés közvetlenül meghatározza a termék teljesítményét, eltarthatóságát és a vevői elégedettséget. Az egyik legfontosabb paraméter ebben a folyamatban aemulzió viszkozitása; még a viszkozitás kis ingadozása is olyan problémákhoz vezethet, mint a fázisszétválás, az inkonzisztens textúra vagy a végfelhasználási követelmények megszegése.
Ez a megoldás arra összpontosít, hogy hogyaninline emulziós viszkozitásmérőka folyamatirányítás során felmerülő kihívások kezelése, biztosítva az egységességetemulzió viszkozitásaa folyamatos termelésben és a reaktív minőségellenőrzés proaktív folyamatirányítássá alakításában.
Mik azok az emulziók?
Az emulzió két nem elegyedő folyadék (pl. olaj és víz) heterogén keveréke, ahol az egyik folyadék (a diszpergált fázis) apró cseppekre van széttörve, és a másikban (a folytonos fázisban) szuszpendálódik. A keverék stabilitása emulgeálószereken alapul – olyan anyagokon, amelyek csökkentik a két fázis közötti felületi feszültséget, és megakadályozzák a cseppek összeolvadását.
Az emulziók főbb jellemzői, amelyek közvetlenül kapcsolódnak a következőkhöz:emulzió viszkozitásatartalmazzák:
- FázisösszetételA diszpergált és a folytonos fázis aránya közvetlenül befolyásolja a viszkozitást (pl. a magasabb olajtartalom egy olaj-víz emulzióban növeliolaj-víz emulzió viszkozitása).
- CseppméretA kisebb cseppek nagyobb súrlódást hoznak létre a fázisok között, ami nagyobb viszkozitást eredményez; a nagyobb, aggregált cseppek csökkentik a viszkozitást és instabilitást jeleznek.
- Emulgeálószer típusa és koncentrációjaA különböző emulgeálószerek (pl. felületaktív anyagok, polimerek) megváltoztatják a cseppek körüli határfelületi réteget, ami viszont megváltoztatja az emulzió folyási tulajdonságait (és így a viszkozitását).
Emulziók típusai
Megértésemulziók típusaikritikus fontosságú a megfelelő kiválasztásáhozemulziós viszkozitásmérő, mivel minden típusnak egyedi viszkozitási viselkedése és gyártási követelményei vannak. A leggyakoribb osztályozások a következők:
Fázisösszetétel szerint
- Olaj-a-vízben (O/W) emulziókA folytonos fázis víz, a diszpergált fázis pedig olaj (pl. tej, arckrémek). Ezek az emulziók jellemzően alacsonyabbolaj-víz emulzió viszkozitásaa víz-olaj típusokhoz képest, mivel a víz kevésbé viszkózus, mint a legtöbb olaj.
- Víz-az-olajban (W/O) emulziókA folytonos fázis olaj, a diszpergált fázis pedig víz (pl. vaj, motorolaj). Ezekemulzió viszkozitásagyakran magasabb a sűrűbb, folytonos olajfázis miatt.
- Többszörös emulziókKomplex keverékek, mint például az olaj-a-vízben-olajban (O/W/O) vagy a víz-az-olajban-vízben (W/O/W) elegyek (pl. szabályozott hatóanyag-leadású gyógyszerek). Ezek rétegzett viszkozitási profillal rendelkeznek, amelyek pontos, valós idejű monitorozást igényelnek a fázisszétválások elkerülése érdekében.
- MakroemulziókA cseppek mérete 0,1–10 μm között változik; átlátszatlanok és megfelelő formuláció esetén viszonylag stabil viszkozitással rendelkeznek.
- MikroemulziókA cseppek mérete < 0,1 μm; átlátszóak és kisebbekviszkozitású emulzióminimális cseppkölcsönhatás miatt.
- Nanoemulziók10–100 nm-es cseppméret; egyensúlyt teremtenek a stabilitás és a viszkozitás között, így gyakoriak a nagy teljesítményű kozmetikumokban és gyógyszerekben.
Cseppméret szerint
Emulziófeldolgozási módszerek – Hogyan készülnek az emulziók?
Az emulziógyártás egy több lépésből álló folyamat, ahol minden egyes lépés befolyásolja a végső eredményt.emulzió viszkozitása; a konzisztens feldolgozás csak valós idejű viszkozitás-visszajelzéssel lehetséges. A tipikus munkafolyamat a következőket tartalmazza:
Előfeldolgozás
- Nyersanyag-előkészítésAz olajat, a vizet és az emulgeálószereket mérjük meg és melegítsük fel egy célhőmérsékletre (általában 50–80 °C) a viszkozitás csökkentése és a keverhetőség javítása érdekében. A hőmérséklet-ingadozások itt korai viszkozitás-eltolódásokat okozhatnak, ezért a következőket érdemes párosítani:viszkozitású emulzióKritikus fontosságú egy hőmérséklet-érzékelővel ellátott monitor.
- LégtelenítésTávolítsa el a légbuborékokat a nyersanyagokból, mivel a bennrekedt levegő csökkenti a mért viszkozitást, és pontatlan értékekhez vezet (és ezáltal rossz minőségellenőrzéshez).
Emulgeálás (magfázis)
Ez a lépés apró cseppekre bontja a diszpergált fázist, és összekeveri a folytonos fázissal – ez a végső eredmény elsődleges mozgatórugója.olaj-víz emulzió viszkozitása:
- Nagy sebességű nyírókeverésRotor-sztátor keverőket használ intenzív nyírás létrehozásához; a nagyobb nyírási sebesség csökkenti a cseppek méretét és növeli a viszkozitást (egy bizonyos pontig, amely után a további nyírásnak minimális hatása van).
- HomogenizálásNagynyomású homogenizátorokat (10–100 MPa) használ egyenletes cseppek előállítására; ez a lépés gyakori a tej- és gyógyszeriparban, ahol az állandóemulzió viszkozitásanem alkuképes.
- Ultrahangos emulgeálásHanghullámokat használ a cseppek megtörésére; ideális nanoemulziókhoz, ahol a pontos viszkozitásszabályozás megakadályozza a cseppek aggregációját.
- HűtésCsökkentse az emulzió hőmérsékletét szobahőmérsékletre vagy tárolási hőmérsékletre; a viszkozitás gyakran növekszik az emulzió hűlésével, ezért a gyártósorba épített monitorozás biztosítja, hogy az a specifikáción belül maradjon.
- Adalékanyag-beépítésTartósítószerek, illatanyagok vagy hatóanyagok hozzáadása; ezek megváltoztathatják a viszkozitást (pl. a sűrítőanyagok növelikviszkozitású emulzió), ami azonnali kiigazításokat igényel.
- SzűrésTávolítsa el a nagy részecskéket vagy az emulgeálatlan cseppeket; az itt bekövetkező hirtelen viszkozitáscsökkenés szűrőeltömődésre vagy fázisszétválásra utalhat.
Utófeldolgozás
Az emulzió stabilitásának alapjai
*
Kihívások a folyamatos emulziók viszkozitásának meghatározásában
Folyamatos folyamatmérnökök és műszaki szakértők számáraemulzió viszkozitásaA monitorozás egyedi akadályokkal néz szembe, amelyeket a hagyományos eszközök (pl. offline viszkoziméterek, üvegkapilláris csövek) nem tudnak leküzdeni. Ezek a kihívások a következők:
- Késleltetési idő offline tesztelés eseténAz offline módszerek mintavételt, szállítást és elemzést igényelnek – ez a folyamat 15–60 percet vesz igénybe. Folyamatos termelés esetén ez a késés azt jelenti, hogy a viszkozitási problémákat túl későn észlelik ahhoz, hogy a teljes tételeket megmentsék, ami költséges hulladékhoz vezet.
- Minta torzításaA gyártósorról történő mintavételkorolaj-víz emulzió viszkozitásahőmérséklet-veszteség, nyírási sebesség csökkenése vagy cseppek koaleszcencia miatti változások. A laboratóriumi leolvasás így nem tükrözi a tényleges, beépített viszkozitást, ami helytelen folyamatbeállításokhoz vezet.
- Szigorú termelési körülményekAz emulziógyártás gyakran magas hőmérséklettel (< 450°C, az általános ipari előírásoknak megfelelően), nagy nyomással (egyes esetekben > 10 MPa) és korrozív összetevőkkel (pl. savas vízfázisokkal) jár. A hagyományos érzékelők itt gyorsan meghibásodnak, mivel hiányzik belőlük a robusztus védelem vagy az anyagkompatibilitás.
- Nem newtoni folyadékviselkedésA legtöbb emulzió nem newtoni – aviszkozitású emulzióváltozik a nyírási sebességgel (pl. a nyírásra híguló emulziók hígabbak lesznek a nyírás növekedésével). Az offline viszkozitásmérők rögzített nyírási sebességgel mérnek, így nem tudják rögzíteni a szivattyúkban, keverőkben vagy csővezetékekben bekövetkező dinamikus viszkozitásváltozásokat.
- Érzékelő karbantartása és szennyeződés eltávolításaAz emulziók maradványokat hagyhatnak az érzékelők felületén, különösen, ha szilárd anyagokat tartalmaznak (pl. részecskékkel töltött kozmetikumok). Ez a lerakódás idővel torzítja a méréseket, és a tisztításhoz gyakran szétszerelendő érzékelők megzavarhatják a termelést.
Lonnmeter vibrációs viszkozitásmérő – Az emulziós viszkozitás beépített megoldása
A fenti kihívások kezelése érdekében aLonnmeter in-line folyamatviszkoziméterkifejezetten folyamatos használatra terveztékemulzió viszkozitásamonitorozás. Ez a vezető választás az emulziógyártók számára, mivel ötvözi a robusztus teljesítményt, az emulzióspecifikus alkalmazkodóképességet és a valós idejű vezérlési képességeket – ami kritikus fontosságú a mennyiségi fejlesztésekre összpontosító termelésirányítási csapatok számára.
Főbb paraméterek (emulziógyártáshoz igazítva)
A Lonnmeter specifikációi közvetlenül megoldják az emulzió viszkozitásának monitorozásával kapcsolatos kihívásokat, biztosítva a pontosságot és a megbízhatóságot zord vagy dinamikus körülmények között:
| Paraméter | Specifikáció | Miért fontos az emulziók esetében? |
| Viszkozitási tartomány | 1 – 1 000 000 cP | Mindent lefedemulziók típusai(az alacsony viszkozitású mikroemulzióktól a nagy viszkozitású víz-olaj krémekig). |
| Pontosság | ±3,0% | Biztosítjaemulzió viszkozitásaszigorú minőségi előírásokon belül marad (pl. ±5% gyógyszerészeti emulziók esetében). |
| Ismételhetőség | ±1% | Kiküszöböli az emulziócseppek ingadozása által okozott inkonzisztens leolvasásokat. |
| Hőmérséklet-ellenállás | < 450°C | Ellenáll a magas hőmérsékletű emulgeálási lépéseknek (pl. ipari kenőanyag-gyártás). |
| Érzékelő nyomástartománya | < 6,4 MPa (10 MPa-nál nagyobb nyomásra testreszabva) | Alkalmazkodik nagynyomású homogenizáló sorokhoz, ahololaj-víz emulzió viszkozitásakritikus fontosságú. |
| Anyag | 316 rozsdamentes acél (standard) | Ellenáll a savas vagy lúgos emulziós fázisok okozta korróziónak, megakadályozva az érzékelő degradációját. |
| Védelmi szint | IP68 (érzékelő) / IP67 (elektronika) | Véd a víz, por és emulziós fröccsenések ellen rendetlen gyártási környezetben. |
| Robbanásbiztos szabvány | ExdIIBT4 | Biztonságosan használható petrolkémiai vagy oldószer alapú emulziós gyártósorokon (pl. olajmező emulgeálószerek). |
| Jel válaszideje | 5s | Rögzíti a gyors viszkozitásváltozásokat (pl. emulgeálószer adagolása során), és azonnali beállításokat indít el. |
| Kimenet | 4 – 20 mADC (viszkozitás/hőmérséklet) + Modbus | Integrálható PLC-kkel vagy SCADA rendszerekkel az automatizált folyamatvezérlés és adatnaplózás érdekében. |
Működési elv – Emulzióáramlási viselkedésre tervezve
A Lonnmeter működési elve az emulziók nem newtoni és dinamikus természetét veszi figyelembe, biztosítva a pontos mérést.viszkozitású emulzióleolvasások a termelés megzavarása nélkül:
- A viszkozitásmérő kúpos érzékelője axiálisan oszcillál egy rögzített frekvencián. Ahogy az emulzió átfolyik az érzékelőn, a folyadék nyírási sebességet szenved – utánozva a valódi gyártósorokon (pl. szivattyúk, keverők) található nyírási sebességeket.
- Változások aemulzió viszkozitásamegváltoztatja az oszcilláció során elvesztett energiát: a nagyobb viszkozitás nagyobb ellenállást eredményez, növelve az energiaveszteséget; az alacsonyabb viszkozitás csökkenti az ellenállást.
- Az érzékelő elektronikus áramköre érzékeli ezt az energiaveszteséget, viszkozitási értékké alakítja, és valós időben továbbítja az adatokat (4–20 mA DC vagy Modbus protokollon keresztül).
- A hagyományos viszkozitásmérőkkel ellentétben nincsenek mozgó alkatrészei, tömítései vagy csapágyai. Ez a kialakítás kiküszöböli az emulziómaradványok okozta szennyeződést (nincsenek repedések a lerakódáshoz) és csökkenti a karbantartást – ami kritikus fontosságú a folyamatos, 24/7-es termeléshez.
Tudjon meg többet a sűrűségmérőkről
További online folyamatmérők
Az inline emulziós viszkozitásmérő (Lonnmeter) előnyei az emulziógyártók számára
A folyamatoptimalizálási osztályok és mérnökök számára a Lonnmeter kézzelfogható, számszerűsíthető előnyöket kínál, amelyek közvetlenül javítják a minőséget, a hatékonyságot és a költséghatékonyságot – mindezt a precíz mérésekre összpontosítva.emulzió viszkozitásaellenőrzés:
Emulzió-specifikus alkalmazkodóképesség
- Nem newtoni folyadékokat kezelAz emulzió folyamatos nyírási sebességgel történő nyírásával pontos eredményt biztosítolaj-víz emulzió viszkozitásaolyan leolvasások, amelyek megfelelnek a valós termelési körülményeknek – nem csak a laboratóriumi beállításoknak.
- Ellenáll a zord körülményeknekA 316-os rozsdamentes acél, az IP68-as védelem és a magas hőmérséklet-/nyomástűrés azt jelenti, hogy megbízhatóan működik minden emulziógyártási környezetben, az élelmiszer-feldolgozástól (helybeni tisztítási követelmények) a petrolkémiai iparig (robbanásveszélyes légkör).
- Megszünteti a tételenkénti pazarlástAz azonnali viszkozitás-leolvasások lehetővé teszik a kezelők számára, hogy másodpercek alatt beállítsák a paramétereket (pl. emulgeálószer adagolása, nyírási sebesség) – mielőtt nem megfelelő emulzió keletkezne.
- Biztosítja az állandóságotA ±1%-os ismételhetőség azt jelenti, hogy minden tétel azonosviszkozitású emulzió, csökkentve az ügyfélpanaszokat és az átdolgozásokat.
- Csökkenti a kézi munkátNincs többé manuális mintavétel vagy laboratóriumi elemzés – így a technikusok nagyobb értékű feladatokra szabadulnak fel.
- Automatizálja a folyamatbeállításokatPLC-kkel integrálható a paraméterek automatikus módosításához (pl. növeli a homogenizátor nyomását, ha a viszkozitás csökken) – minimalizálva az emberi hibákat és biztosítva a 24/7-es konzisztenciát.
- Viszkozitási adatok naplózásaModbus kimenet tároljaemulzió viszkozitásaés a hőmérsékleti adatok, amelyek kritikus fontosságúak a szabályozási megfelelés (pl. az FDA gyógyszerészeti emulziókra vonatkozó követelményei) vagy a kiváltó okok elemzése (pl. a viszkozitás legutóbbi műszakbeli ugrásának nyomon követése) szempontjából.
- Riasztásokat indítAzonnali riasztások jelzik a kezelőknek a specifikációtól eltérő viszkozitást, megakadályozva ezzel a költséges állásidőt vagy a gyártási hibákat.
Valós idejű minőségellenőrzés
Működési hatékonyság
Adatkövetés és megfelelőség
Ha emulziógyártó csapata készen áll a reaktívról a proaktívra való átállásraemulzió viszkozitásaellenőrzés – és a hulladék csökkentése, a minőség javítása és a hatékonyság növelése – itt az ideje árajánlatot kérni a Lonnmeter in-line rendszerreemulziós viszkozitásmérőKérjen árajánlatot még ma, hogy elkezdhesse optimalizálni emulziókészítési minőségellenőrzését – és ezáltal következetes eredményeket érhessen el.olaj-víz emulzió viszkozitásaelvárják az ügyfeleid.
